JP6825265B2 - 湯水混合給湯装置 - Google Patents

Description

本発明は、高温水に低温水を混合させることで調温して浴槽等に給湯するための湯水混合給湯装置に関する。

下記の特許文献１には、高温水（温泉水）を供給するための高温水供給管路（１０）と、低温水を供給するための低温水供給管路（２０）と、両供給管路により供給される高温水と低温水とを混合して適温の混合水とするミキシングバルブ（５０）と、ミキシングバルブ（５０）により混合された混合水を浴槽等に供給するための給湯管路（３０）とを備える湯水混合給湯装置が開示されている。

上記ミキシングバルブは、混合水の温度変化に応じて変形するバイメタル製コイル部材からなる感温手段が混合室内に設けられたものであり、感温手段の変形量に応じて高温水と低温水との混合比率が所定温度に調整されるように構成されているとともに、ハンドルを回転操作することにより感温手段を回転させることで、混合水の設定温度を手動操作で調整可能に構成されている。なお、感温手段としては、ワックスペレットもよく知られており、上記コイル部材に代えてワックスペレットを内蔵することによって同様の動作を行うミキシングバルブが利用されることもある。

特開２００３−２１３７４２号公報

上記従来の湯水混合給湯装置では、ハンドルを手動で回転操作することにより混合水の温度設定を行っていたが、リモコン等から遠隔で簡単に温度設定を行えるようにすることが要望されている。

しかし、上記のような湯水混合給湯装置は、温泉施設、大規模宿泊施設、老人福祉施設、若しくは、温水プール施設などにおいて大量の給湯を行うための業務用給湯装置として利用されることが多く、単位時間あたりの給湯流量を確保するために各供給管路の口径も大きくなり、かかる大口径の管路を開閉するための大型の電磁開閉弁や、大口径の管路の流量制御を行うための大型の流量制御弁は非常に高価なものとなってしまう。

そこで、本発明は、大幅なコスト増を回避しつつも、混合水の給湯流量を確保でき且つリモコン等により設定される設定温度に給湯温度を調温するよう自動制御可能な湯水混合給湯装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、次の技術的手段を講じた。

すなわち、本発明は、給湯管路と、該給湯管路に高温水を供給するための高温水供給管路と、前記給湯管路に低温水を供給するための低温水供給管路とを備える湯水混合給湯装置において、前記高温水供給管路及び前記低温水供給管路は、それぞれ前記給湯管路に対して並列に複数設けられており、各高温水供給管路及び各低温水供給管路には流量制御弁がそれぞれ設けられ、前記給湯管路内で高温水と低温水とが混合されてなる混合水の温度を検出する温度センサと、前記混合水の温度が所定の設定温度となるように前記複数の流量制御弁の開度を制御する制御部とを備えていることを特徴とするものである（請求項１，３）。

かかる本発明の湯水混合給湯装置によれば、高温水供給管路及び低温水供給管路を、それぞれ給湯管路に対して並列に複数設けたので、各供給管路の管径を小さくしても、複数の高温水供給管路全体の高温水の最大供給流量、並びに、複数の低温水供給管路全体の低温水の最大供給流量を大きく確保できる。また、各供給管路の管径を小さくすることで、流量制御弁として家庭用の瞬間給湯器などに用いられている小型かつ低コストの流量制御弁を流用することが可能となり、コスト低減を図りつつも各流量制御弁の開度制御により混合水の温度を設定温度に調温できる。さらに、複数の高温水供給管路のうちいずれか一の高温水供給管路に設けられた流量制御弁や、複数の低温水供給管路のうちいずれか一の低温水供給管路に設けられた流量制御弁が故障して所定の開度で固着等してしまっても、温度センサの検出値に基づいて他の正常な流量制御弁の開度をフィードバック制御するようにすれば、設定温度での給湯動作を継続することができ、システムの可用性を向上できる。

上記本発明の湯水混合給湯装置において、前記給湯管路には、管軸方向に離間して複数の混合部が設けられ、各混合部に対して一の前記高温水供給管路と一の前記低温水供給管路とがそれぞれ接続されていてよい（請求項４）。さらに好ましくは、一の高温水供給管路と一の低温水供給管路とが、前記混合部に対してその管径方向に対向して接続されているものとすることができる。これによれば、各混合部に接続された対の高温水供給管路及び低温水供給管路からそれぞれ供給される高温水及び低温水が、混合部において均一に撹拌混合され、給湯管路内での混合水の温度のばらつきが低減されるため、温度センサが検出する混合水の温度の正確性が向上し、ひいては流量制御弁をより的確に制御できるようになる。

また、前記制御部は、高温水を前記給湯管路へ供給する複数の高温水供給管路に設けられた複数の流量制御弁が同じ開度となるように同期制御するものであってよい（請求項５）。これによれば、複数の高温水供給管路にそれぞれ設けられた複数の流量制御弁の開度制御を簡素化することができる。なお、要求給湯量が小さい場合など一時的に利用しない高温水供給管路や、後述する電磁開閉弁や流量制御弁に異常が発生している高温水供給管路が存在する場合には、当該高温水供給管路の流量制御弁については上記の同期制御を行う必要はなく、好ましくは当該流量制御弁の開度を最小（閉止機能付きの流量制御弁の場合は閉止状態）とするよう制御することができる。

また、前記制御部は、低温水を前記給湯管路へ供給する複数の低温水供給管路に設けられた複数の流量制御弁が同じ開度となるように同期制御するものであってよい（請求項６）。これによれば、複数の低温水供給管路にそれぞれ設けられた複数の流量制御弁の開度制御を簡素化することができる。なお、要求給湯量が小さい場合など一時的に利用しない低温水供給管路や、後述する電磁開閉弁や流量制御弁に異常が発生している低温水供給管路が存在する場合には、当該低温水供給管路の流量制御弁については上記の同期制御を行う必要はなく、好ましくは当該流量制御弁の開度を最小（閉止機能付きの流量制御弁の場合は閉止状態）とするよう制御することができる。

また、各高温水供給管路並びに各低温水供給管路には電磁開閉弁が前記流量制御弁と直列に設けられており、前記制御部は、各高温水供給管路及び各低温水供給管路を利用するか否かを所定条件に基づいて決定するとともに利用しない供給管路の前記電磁開閉弁を閉制御するよう構成されていてよい（請求項１）。これによれば、例えば浴槽への湯はり動作時にはすべての高温水供給管路及びすべての低温水供給管路を利用するべくすべての電磁開閉弁を開制御することで、大きな給湯流量を確保でき、湯はりに要する時間を短縮できる。一方、浴槽内の水位を維持するための足し湯動作時などには、例えばいずれか一の高温水供給管路及びいずれか一の低温水供給管路（好ましくは、一の混合部に接続された一対の高温水供給管路及び低温水供給管路）のみを選択して利用することとし、その他の高温水供給管路及び低温水供給管路を利用しないと決定して、利用しない供給管路の電磁開閉弁を閉制御することで、給湯流量を抑制することができる。したがって、例えば営業時間前に浴槽への湯はりを行い、営業時間内は給湯管路からの給湯流量を抑制することで、営業時間内は高温水をシャワーや炊事場等の他の用途に利用しても高温水の供給能力が不足してしまうということが少なくなる。

また、前記制御部は、各高温水供給管路並びに各低温水供給管路に設けられた電磁開閉弁に所定の異常が発生したか否かを判定するとともに、電磁開閉弁に異常が発生した供給管路の前記電磁開閉弁を閉制御するよう構成されていてよい（請求項２，３）。より好ましくは、電磁開閉弁に異常が発生した供給管路の後述する流量制御弁をも全閉動作制御するよう構成できる。これによれば、いずれか一の供給管路において異常が発生しても、他の高温水供給管路及び低温水供給管路を用いて給湯を継続することができる。なお、異常発生の判定タイミングは適宜のものであってよいが、例えば、給湯動作開始時にいずれか一の供給管路の電磁開閉弁の異常判定を行い、次の給湯動作開始時に別の一の供給管路の電磁開閉弁の異常判定を行うというように、給湯動作開始時に順番に一つずつ電磁開閉弁の異常判定を行っていくことができ、異常と判定された場合には不揮発性メモリにかかる異常情報を記憶保持させることで、修理及びリセットされるまでは異常が発生した供給管路の電磁開閉弁の閉制御を継続するよう構成できる。また、異常判定方法も適宜のものであってよく、例えば、判定対象となる供給管路以外のすべての供給管路の電磁開閉弁を閉制御した状態で、判定対象となる供給管路の流量制御弁を所定の開度として、判定対象となる供給管路の電磁開閉弁を開閉制御した場合に、それに応答して給湯管路の通水の有無が確認できた場合には正常と判定し、電磁開閉弁を開閉制御しても給湯管路の通水が継続する場合や断水が継続する場合には当該電磁開閉弁に異常が発生したと判定することができる。なお、給湯管路の通水の有無の確認方法も適宜であってよく、例えば、上記温度センサとして自己発熱特性を有するものを用い、通水が無い場合には自己発熱によって検出温度が高くなることを利用して、通水の有無を検出できる。その他、流量センサなどを給湯管路に設けて給湯管路の通水の有無を直接検出することもできる。

また、各流量制御弁はそれぞれ全閉動作可能であり、前記制御部は、各高温水供給管路及び各低温水供給管路を利用するか否かを所定条件に基づいて決定するとともに利用しない供給管路の前記流量制御弁を全閉動作制御するよう構成されていてよい（請求項７）。かかる構成によっても、例えば浴槽への湯はり動作時にはすべての高温水供給管路及びすべての低温水供給管路を利用するべくすべての流量制御弁を全閉動作させずに混合水が所定の設定温度となるように開度制御することで大きな給湯流量を確保でき、湯はりに要する時間を短縮できる。一方、浴槽内の水位を維持するための足し湯動作時などには、例えばいずれか一の高温水供給管路及びいずれか一の低温水供給管路（好ましくは、一の混合部に接続された一対の高温水供給管路及び低温水供給管路）のみを選択して利用することとし、その他の高温水供給管路及び低温水供給管路を利用しないと決定して、利用しない供給管路の流量制御弁を全閉動作制御することで、給湯流量を抑制することができる。したがって、例えば営業時間前に浴槽への湯はりを行い、営業時間内は給湯管路からの給湯流量を抑制することで、営業時間内は高温水をシャワーや炊事場等の他の用途に利用しても高温水の供給能力が不足してしまうということが少なくなる。

また、前記制御部は、各高温水供給管路並びに各低温水供給管路に設けられた流量制御弁に所定の異常が発生したか否かを判定するとともに、流量制御弁に異常が発生した供給管路の前記流量制御弁を全閉動作制御するよう構成されていてよい（請求項８）。さらに好ましくは、流量制御弁に異常が発生した供給管路の前記電磁開閉弁をも閉制御するよう構成することができる。これによれば、いずれか一の供給管路において異常が発生しても、他の高温水供給管路及び低温水供給管路を用いて給湯を継続することができる。なお、流量制御弁の異常発生の判定タイミングは適宜のものであってよいが、例えば、給湯動作開始時にいずれか一の供給管路の流量制御弁の異常判定を行い、次の給湯動作開始時に別の一の供給管路の流量制御弁の異常判定を行うというように、給湯動作開始時に順番に一つずつ流量制御弁の異常判定を行っていくことができ、異常と判定された場合には不揮発性メモリにかかる異常情報を記憶保持させることで、修理及びリセットされるまでは異常が発生した供給管路の流量制御弁の全閉動作制御を継続するよう構成できる。また、異常判定方法も適宜のものであってよく、例えば、流量制御弁として、全閉状態になると全閉状態であることを示す全閉状態信号と、全開状態になると全開状態であることを示す全開状態信号を制御部に出力するものを用い、電磁開閉弁を閉じた状態で制御部が流量制御弁を全開動作制御及び全閉動作制御したときに上記全開状態信号及び全閉状態信号の少なくともいずれかが出力されないときに当該流量制御弁に異常が発生したと判定するよう構成できる。

また、前記制御部は、共通の制御値に対する高温水供給管路側の流量制御弁の開度制御値（以下、「高温側制御値」という。）と低温水供給管路側の流量制御弁の開度制御値（以下、「低温側制御値」という。）との関係を記憶しており、前記温度センサの検出値に基づいて前記共通の制御値を制御するとともに該共通の制御値に基づいて求められる高温側制御値並びに低温側制御値を用いて各供給管路の流量制御弁の開度を制御するよう構成されていてよい（請求項９）。これによれば、高温水供給管路と低温水供給管路とに別々に設けた別個の流量制御弁を、一軸の混合弁のように一つの共通の制御値を用いて開度制御することで混合水の温度調整を行うことができ、複数の流量制御弁の開度制御の一層の簡素化を図ることができる。

さらに、前記関係は、前記共通の制御値が大きくなるほど高温水に対する低温水の混合比率が大きく若しくは小さくなるよう設定されているとともに、前記共通の制御値の最も小さい値から所定範囲内では高温側制御値及び低温側制御値のうちいずれか一方が最小値のまま変動せず、他方は前記共通の制御値の最も大きい値から所定範囲内では最小値のまま変動しないよう設定されていてよい（請求項１０）。これによれば、共通の制御値がその最も小さい値から所定範囲内である場合には、例えば低温側制御値は最小値のまま変動せず、共通の制御値が最も小さい値から大きくなるほど高温側制御値が最大値から徐々に小さくなるよう前記関係を設定するとともに、共通の制御値がその最も大きい値から所定範囲内である場合には、高温側制御値は最小値のまま変動せず、共通の制御値が最も大きい値から小さくなるほど低温側制御値が最大値から徐々に小さくなるよう前記関係を設定することで、共通の制御値によりほぼ比例的に温度調整を行えるようにしつつも、共通の制御値の中央付近における高温水供給管路の流量制御弁の開度ならびに低温水供給管路の流量制御弁の開度を可及的に大きくして、混合水の流量を可及的に大きく確保できる。

本発明によれば、大幅なコスト増を回避しつつも、混合水の給湯流量を確保でき且つリモコン等により設定される設定温度に給湯温度を調温するよう自動制御可能な湯水混合給湯装置を提供できる。

本発明の一実施形態に係る湯水混合給湯装置の作動原理図である。 同湯水混合給湯装置の流量制御弁の開度制御値と共通の制御値との関係を示すグラフである。 同湯水混合給湯装置の共通の制御値と流量との関係を示すグラフである。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る湯水混合給湯装置１を示しており、図示しない給湯システム（好ましくは、複数台の給湯器を連結してなる連結給湯システム）から供給される高温水と、上水道などの水源から供給される低温水（常温の非加熱水等）とを、給湯管路１１内で混合して、その混合水を浴槽３に給湯するよう構成されている。

すなわち、本実施形態の湯水混合給湯装置１は、給湯管路１１と、給湯システムから例えば８０℃の高温水が供給される入湯管路１２と、水源から例えば２０℃の低温水が供給される入水管路１３と、入湯管路１２と給湯管路１１との間に並列に設けられた３つの高温水供給管路１４と、入水管路１３と給湯管路１１との間に並列に設けられた３つの低温水供給管路１５とを備えている。給湯管路１１、入湯管路１２及び入水管路１３は、それらの管軸方向がほぼ平行に配置されており、入湯管路１２と入水管路１３の中間位置に給湯管路１１が配設されている。

給湯管路１１には、管軸方向に離間して３つの混合部１１ａが設けられており、各混合部１１ａに対して一の高温水供給管路１４と一の低温水供給管路１５とがそれぞれ接続されている。各混合部１１ａに接続された一対の高温水供給管路１４と低温水供給管路１５とは、給湯管路１４の直径方向に対向して設けられており、各供給管路１４，１５から供給される高温水と低温水とが混合部１１ａ内で衝当して撹拌混合されるようになっている。

各高温水供給管路１４は、入湯管路１２内の高温水が給湯システムからの給湯圧により給湯管路１１へ供給されるよう入湯管路１２と給湯管路１１とを接続するものであり、複数の高温水供給管路１４は、給湯管路１１に対して管軸方向に並んで並列に設けられている。なお、給湯システムは、水源の給水圧を利用して高温水の供給を行うものであってよい。

各低温水供給管路１５は、入水管路１３内の低温水が水源の給水圧により給湯管路１１へ供給されるよう入水管路１３と給湯管路１１とを接続するものであり、複数の低温水供給管路１５は、給湯管路１１に対して管軸方向に並んで並列に設けられている。なお、高温水の給湯圧が水源の給水圧に依存する場合、給湯システムにおける圧力損失に合わせて低温水の給水圧を調整するために、水源から所定のガバナ（整圧器）を介して入水管路１３に低温水を供給するよう構成することが好ましい。

なお、給湯管路１１の管径（口径）は、入湯管路１２及び入水管路１３のそれぞれの管径よりも大きく、例えば流路断面積で２倍程度となされている。入湯管路１２の管径と入水管路１３の管径は等しくなされている。また、各高温水供給管路１４及び各低温水供給管路１５の管径は、入湯管路１２及び入水管路１３の管径よりも小さく、これら供給管路１４，１５は比較的小径の配管によって構成されている。例えば、供給管路１４，１５の管径は、一般的な家庭用の瞬間給湯器に用いられている配管と同じ管径であってよい。

各高温水供給管路１４及び各低温水供給管路１５には、それらの管径に対応した流量制御弁１６及び電磁開閉弁１７がそれぞれ直列に設けられている。図示実施例においては、電磁開閉弁１７は上流側（入湯管路１２又は入水管路１３側）、流量制御弁１６は下流側（給湯管路１１側）に配設されている。これら流量制御弁１６及び電磁開閉弁１７は、コントローラ１８（制御部）によって動作制御されるよう配線接続されている。

流量制御弁１６は、コントローラ１８により駆動制御されるステッピングモータＭにより弁軸（図示せず）を駆動することによって開度を全閉から全開まで調整可能に構成され、弁軸が全閉位置になると所定の全閉状態信号をコントローラ１８に出力するとともに、弁軸が全開位置になると所定の全開状態信号をコントローラ１８に出力するよう構成されている。なお、給湯動作開始時などの所定のタイミングで、各ステッピングモータＭの制御ステップ値を、上記全開状態信号若しくは全閉状態信号に基づいて更正することができる。

また、給湯管路１１には、３つの混合部１１ａよりも下流側（出湯口側）に出湯サーミスタ１９（温度センサ）が設けられており、給湯管路１１を流れる混合水の温度を検出して、その検出値をコントローラ１８に出力するようになっている。なお、図示例では、２つの出湯サーミスタ１９を給湯管路１１の直径方向２カ所に取り付けている。この２つの出湯サーミスタ１９の２つの検出値は種々の用途に利用でき、例えば、２つの出湯サーミスタ１９の検出値の平均値を混合水の温度としたり、一方の出湯サーミスタ１９をメインの給湯温度センサとして用いて他方の出湯サーミスタ１９をメイン故障時の高温検出用に用いるなど、求められる機能や安全性等に応じて適宜設計できる。

なお、図中符号１２ａは高温水の温度を検出する入湯サーミスタ（温度センサ）、符号１３ａは低温水の温度を検出する入水サーミスタ（温度センサ）であり、入湯サーミスタ１２ａ及び入水サーミスタ１３ａの検出値はコントローラ１８に出力される。また、浴槽３には水位センサ３１が取り付けられており、水位検出値をコントローラ１８に出力するようになっている。また、浴槽３内の湯を循環させてろ過するためのろ過機３２が設置されており、所定のろ過機起動水位Ｌ３を超えるとろ過機３２が起動され、ろ過機起動水位Ｌ３よりも低い所定のろ過機停止水位Ｌ４を下回るとろ過機３２を停止させるよう構成できる。また、コントローラ１８と通信接続されたリモコン２１が適宜の位置に設置されており、該リモコン２１によって、浴槽３への給湯温度の設定や、浴槽３への湯はり動作制御の開始などの各種操作を行えるようになっている。

リモコン２１により給湯温度の設定操作が行われると、設定温度情報がコントローラ１８に送信され、コントローラ１８は不揮発性メモリなどの記憶手段に設定温度を記憶保持する。

また、リモコン２１により浴槽３への湯はり動作開始操作が行われると、湯はり動作指令信号がコントローラ１８に送信される。コントローラ１８は、湯はり動作指令信号を受信すると、湯はり動作モード（第１の動作モード）で浴槽３への給湯を開始する。浴槽３内の水位が設定水位Ｌ１となったことをコントローラ１８が検出すると、足し湯動作モード（第２の動作モード）に自動的に移行して、浴槽３内の水位が設定水位Ｌ１を維持するよう浴槽３への給湯を断続的乃至継続的に行うようになっている。例えば、設定水位Ｌ１（補水停止水位）を超えると給湯を停止し、設定水位Ｌ１よりも低い所定の補水開始水位Ｌ２を下回ると給湯を開始するよう制御構成できる。

以下、湯はり動作モード並びに足し湯動作モードの制御構成について説明する。
〔湯はり動作モード〕

湯はり動作モード時には、コントローラ１８は、すべての高温水供給管路１４及びすべての低温水供給管路１５に設けられたすべての電磁開閉弁１７を開制御するとともに、出湯サーミスタ１９の検出値が設定温度となるようすべての流量制御弁１６の開度をフィードバック制御するよう制御構成されている。なお、給湯動作開始初期の給湯温度の収束時間を短縮するために、入湯サーミスタ１２ａ及び入水サーミスタ１３ａの検出値に基づいて各流量制御弁１６の開度の初期値を演算により求め、その後、出湯サーミスタ１９の検出値に基づくフィードバック制御を行うように制御構成することもできる。

複数の流量制御弁１６の開度制御方法は適宜のものとすることができるが、本実施形態では、給湯管路１１への高温水の供給に利用するすべての高温水供給管路１４に設けられた複数の高温側流量制御弁１６が同じ開度となるように同期制御するとともに、給湯管路１１への低温水の供給に利用するすべての低温水供給管路１５に設けられた複数の低温側流量制御弁１６が同じ開度となるように同期制御する。より具体的には、複数の高温側流量制御弁１６のステッピングモータＭに同じ高温側制御ステップ値に基づく制御信号を出力するとともに、複数の低温側流量制御弁１６のステッピングモータＭに同じ低温側制御ステップ値に基づく制御信号を出力するよう構成している。

さらに本実施形態では、図２に示すように、コントローラ１８の不揮発性メモリなどの記憶手段に、共通の制御値に対する高温側制御ステップ値（高温側制御値）と低温側制御ステップ値（低温側制御値）との関係を、数式乃至関係テーブル等の形態で記憶保持している。より詳細に上記の関係を説明すると、共通の制御値が大きくなるほど混合水の温度が上昇するよう、すなわち高温水に対する低温水の混合比率が小さくなるよう設定されているとともに、共通の制御値の最も小さい値である０ステップから２０００ステップまでの範囲内では低温側制御ステップ値が最小値である０ステップのまま変動せず、低温側制御ステップ値は共通の制御値が２０００ステップ以上の範囲で共通の制御値が１ステップ増加する毎に低温側制御ステップ値も１ステップ増加する関係にある。一方、高温側制御ステップ値は、共通の制御値の最も大きい値である５０００ステップから３０００ステップまでの範囲内では０ステップのまま変動せず、共通の制御値が３０００ステップ以下の範囲で共通の制御値が１ステップ減少する毎に高温側制御ステップ値が１ステップ増加するよう関係が設定されている。

なお、高温側及び低温側の各流量制御弁１６は、制御ステップ値が０ステップで全開状態、５００ステップ以下でほぼ全開状態、２０００ステップ以上でほぼ閉止状態、３０００ステップで完全閉止状態となるよう構成されており、両流量制御弁１６がともにほぼ全開状態となるステップ値（上記の例では５００ステップ）以下にはならないように上記関係が設定されている。

このように、高温側制御ステップ値を変動させる範囲と低温側制御ステップ値を変動させる範囲とをシフトさせて共通の制御値に関係付けることで、高温側の流量制御弁１６と低温側の流量制御弁１６とを、別個の制御弁であるにもかかわらず一軸式混合弁のように共通の制御値を用いて連係制御できるとともに、共通の制御値の中央付近では両流量制御弁１６がいずれもほぼ全開状態となるため、図３に示すように、給湯管路１１からの混合水の最大給湯流量を大きく確保することができる。

そして、コントローラ１８は、湯はり動作モード中、出湯サーミスタ１９の検出値が設定温度となるよう共通の制御値をフィードバック制御し、共通の制御値に基づいて求められる高温側制御ステップ値に基づく制御信号並びに低温側制御ステップ値に基づく制御信号を各供給管路の流量制御弁１６のステッピングモータＭに出力することにより各流量制御弁１６の開度が調整されるようになっている。

なお、湯はり動作モード中に共通の制御値をフィードバック制御しても給湯温度が設定温度に達しない場合は、高温側のいずれかの流量制御弁１６の閉固着故障か、若しくは、低温側のいずれかの流量制御弁１６の開固着故障が原因であると推定できる。かかる異常が発生した場合には異常報知して動作停止させてもよいが、以下の制御を行うことにより設定温度での給湯を継続させることもできる。

すなわち、湯はり動作モード中に給湯温度が設定温度に達しない場合、低温側の複数の電磁開閉弁１７を一つずつ順番に閉制御し、給湯温度に変化がなければその電磁開閉弁１７を再度開制御して別の電磁開閉弁１７を閉制御していき、給湯温度が設定温度となったときに閉制御している電磁開閉弁１７の閉制御を継続することで、設定温度での給湯を継続できる。高温側のいずれかの流量制御弁１６の閉固着故障が原因であった場合には、いずれかの低温側の電磁開閉弁１７を閉制御することによって高温水と低温水の流量バランスが復帰し、これにより設定温度での給湯が再開できる。また、低温側のいずれかの流量制御弁１６の開固着故障が原因であった場合には、その異常な流量制御弁１６に直列に設けられた電磁開閉弁１７の閉制御により、異常な流量制御弁１６からの低温水の流出が阻止され、これにより設定温度での給湯が再開できる。
〔足し湯動作モード〕

足し湯動作モード時には、コントローラ１８は、いずれか一の（若しくは一部の複数の）混合部１１ａに接続された対の高温水供給管路１４及び低温水供給管路１５のみを選択して利用し、その他の混合部１１ａに接続された対の高温水供給管路１４及び低温水供給管路１５は利用しないものと決定する。どの供給管路１４，１５の対を利用するかは適宜設計でき、１日毎や１週間毎などの所定周期毎や、足し湯動作モードの起動毎などの所定のタイミングで、利用する供給管路１４，１５の対をローテーションさせることができる。

そして、利用する供給管路１４，１５については、浴槽への補水動作中、それら供給管路１４，１５の電磁開閉弁１７を開制御するとともに、それら供給管路１４，１５の流量制御弁１６を湯はり動作モード時の開度制御と同様の制御方法によって開度制御する。一方、利用しない供給管路１４，１５については、それら供給管路１４，１５の電磁開閉弁１７を閉制御するとともに、それら供給管路１４，１５の流量制御弁１６を全閉動作制御することによって、利用しない供給管路１４，１５からの湯水の流出を確実に阻止し、一対の高温水供給管路１４及び低温水供給管路１５のみから高温水及び低温水を供給することで、湯はり動作モード時よりも少ない給湯流量で足し湯動作モード時の補水動作を行わせることができるようになっている。
〔異常判定制御〕

また、コントローラ１８は、各流量制御弁１６及び電磁開閉弁１７の異常判定を所定のタイミングで行うことにより、異常の発生した供給管路１４，１５は、修理後にリセット操作が行われるまで湯はり動作モード時も足し湯動作モード時も利用しないよう制御構成されている。なお、高温水供給管路１４側で異常が発生した場合、それと対となる低温水供給管路１５も利用しないよう制御構成したり、低温水供給管路１５側で異常が発生した場合にそれと対となる高温水供給管路１４も利用しないよう制御構成することができ、これによれば、高温水の最大流量と低温水の最大流量とのバランスを維持して、混合水の温度調整制御の安定性を向上できる。

異常判定方法は適宜のものであってよいが、例えば、足し湯動作モード開始時に、利用する一対の供給管路１４，１５に設けられた流量制御弁１６及び電磁開閉弁１７についての異常判定処理を行うことができる。

各流量制御弁１６の異常判定方法としては、例えば、直列に設けられた電磁開閉弁１７を閉じた状態で全開動作制御したときに全開状態信号が出力されるとともに全閉動作制御したときに全閉状態信号が出力されれば正常と判定し、いずれかの信号が出力されなかった場合に異常が発生したと判定できる。

また、電磁開閉弁１７の異常判定方法としては、例えば、対の高温側及び低温側の流量制御弁１６を所定開度（例えば全開）とした状態で、対の電磁開閉弁１７を同時に開閉制御し、両電磁開閉弁１７を開制御したときの出湯サーミスタ１９の検出温度が所定温度範囲内（例えば、高温水の温度と低温水の温度の平均値を中心として±１０℃の範囲内など）であれば正常と判定し、その検出温度がほぼ高温水の温度であれば低温側の電磁開閉弁１７の閉固着故障と判定し、その検出温度がほぼ低温水の温度であれば高温側の電磁開閉弁１７の閉固着故障と判定し、その検出温度が所定の高温以上（例えば１００℃以上）であれば、通水が無いことにより出湯サーミスタ１９が自己発熱して高温となっているものと推定して、両電磁開閉弁１７の異常（あるいは断水）であると判定できる。また、両電磁開閉弁１７を閉制御したときの出湯サーミスタ１９の検出温度が所定の高温以上であれば正常であると判定し、その検出温度がほぼ高温水の温度であれば高温側の電磁開閉弁１７の開固着故障と判定し、その検出温度がほぼ低温水の温度であれば低温側の電磁開閉弁１７の開固着故障であると判定できる。

上記した本実施形態に係る湯水混合給湯装置によれば、高温水の供給圧と低温水の供給圧とが、種々の条件により変動しても、共通の制御値のフィードバック制御により給湯温度を設定温度に維持することができ、温度制御の安定性を向上できる。さらに、本実施形態では合計６つの流量制御弁１６が設けられているところ、いずれか一つ若しくは複数の流量制御弁１６が故障しても、共通の制御値を給湯温度に基づいてフィードバック制御することにより自動的に共通の制御値のステップ数が変動して、設定温度での給湯を継続することができ、このとき、各流量制御弁１６の開度が可及的大きくなるよう制御しているので、異常の生じた供給管路１４，１５からの高温水及び／又は低温水の供給が停止しても、大幅に給湯流量が低下してしまうことを回避できる。

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、適宜設計変更できる。例えば、各供給管路１４，１５の電磁開閉弁１７を設けずに、流量制御弁１６の閉止機能のみで各供給管路１４，１５を開閉するよう構成することもできる。また、流量制御弁１６は、閉止機能を持たないものを用いてもよい。

１ 湯水混合給湯装置
１１ 給湯管路
１１ａ 混合部
１４ 高温水供給管路
１５ 低温水供給管路
１６ 流量制御弁
１７ 電磁開閉弁
１８ 制御部（コントローラ）
１９ 温度センサ（出湯サーミスタ）

Claims (10)

1. 給湯管路と、該給湯管路に高温水を供給するための高温水供給管路と、前記給湯管路に低温水を供給するための低温水供給管路とを備える湯水混合給湯装置において、
   前記高温水供給管路及び前記低温水供給管路は、それぞれ前記給湯管路に対して並列に複数設けられており、各高温水供給管路及び各低温水供給管路には流量制御弁がそれぞれ設けられ、
   前記給湯管路内で高温水と低温水とが混合されてなる混合水の温度を検出する温度センサと、前記混合水の温度が所定の設定温度となるように前記複数の流量制御弁の開度を制御する制御部とを備えており、
   各高温水供給管路並びに各低温水供給管路には電磁開閉弁が前記流量制御弁と直列に設けられており、前記制御部は、各高温水供給管路及び各低温水供給管路を利用するか否かを所定条件に基づいて決定するとともに利用しない供給管路の前記電磁開閉弁を閉制御するよう構成されていることを特徴とする湯水混合給湯装置。
2. 請求項１に記載の湯水混合給湯装置において、前記制御部は、各高温水供給管路並びに各低温水供給管路に設けられた電磁開閉弁に所定の異常が発生したか否かを判定するとともに、電磁開閉弁に異常が発生した供給管路の前記電磁開閉弁を閉制御するよう構成されている湯水混合給湯装置。
3. 給湯管路と、該給湯管路に高温水を供給するための高温水供給管路と、前記給湯管路に低温水を供給するための低温水供給管路とを備える湯水混合給湯装置において、
   前記高温水供給管路及び前記低温水供給管路は、それぞれ前記給湯管路に対して並列に複数設けられており、各高温水供給管路及び各低温水供給管路には流量制御弁がそれぞれ設けられ、
   前記給湯管路内で高温水と低温水とが混合されてなる混合水の温度を検出する温度センサと、前記混合水の温度が所定の設定温度となるように前記複数の流量制御弁の開度を制御する制御部とを備えており、
   各高温水供給管路並びに各低温水供給管路には電磁開閉弁が前記流量制御弁と直列に設けられており、前記制御部は、各高温水供給管路並びに各低温水供給管路に設けられた電磁開閉弁に所定の異常が発生したか否かを判定するとともに、電磁開閉弁に異常が発生した供給管路の前記電磁開閉弁を閉制御するよう構成されている湯水混合給湯装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の湯水混合給湯装置において、前記給湯管路には、管軸方向に離間して複数の混合部が設けられ、各混合部に対して一の前記高温水供給管路と一の前記低温水供給管路とがそれぞれ接続されていることを特徴とする湯水混合給湯装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の湯水混合給湯装置において、前記制御部は、高温水を前記給湯管路へ供給する複数の高温水供給管路に設けられた複数の流量制御弁が同じ開度となるように同期制御することを特徴とする湯水混合給湯装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の湯水混合給湯装置において、前記制御部は、低温水を前記給湯管路へ供給する複数の低温水供給管路に設けられた複数の流量制御弁が同じ開度となるように同期制御することを特徴とする湯水混合給湯装置。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の湯水混合給湯装置において、各流量制御弁はそれぞれ全閉動作可能であり、前記制御部は、各高温水供給管路及び各低温水供給管路を利用するか否かを所定条件に基づいて決定するとともに利用しない供給管路の前記流量制御弁を全閉動作制御するよう構成されていることを特徴とする湯水混合給湯装置。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の湯水混合給湯装置において、前記制御部は、各高温水供給管路並びに各低温水供給管路に設けられた流量制御弁に所定の異常が発生したか否かを判定するとともに、流量制御弁に異常が発生した供給管路の前記流量制御弁を全閉動作制御するよう構成されている湯水混合給湯装置。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載の湯水混合給湯装置において、前記制御部は、共通の制御値に対する高温水供給管路側の流量制御弁の開度制御値（以下、「高温側制御値」という。）と低温水供給管路側の流量制御弁の開度制御値（以下、「低温側制御値」という。）との関係を記憶しており、前記温度センサの検出値に基づいて前記共通の制御値を制御するとともに該共通の制御値に基づいて求められる高温側制御値並びに低温側制御値を用いて各供給管路の流量制御弁の開度を制御するよう構成されていることを特徴とする湯水混合給湯装置。
10. 請求項９に記載の湯水混合給湯装置において、前記関係は、前記共通の制御値が大きくなるほど高温水に対する低温水の混合比率が大きく若しくは小さくなるよう設定されているとともに、前記共通の制御値の最も小さい値から所定範囲内では高温側制御値及び低温側制御値のうちいずれか一方が最小値のまま変動せず、他方は前記共通の制御値の最も大きい値から所定範囲内では最小値のまま変動しないよう設定されていることを特徴とする湯水混合給湯装置。

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